Pole morfogenetyczne

AG Gurwitsch przeanalizował rozwój embrionalny jeżowca morskiego jako pole wektorowe , tak jakby proliferacja komórek w narządy była spowodowana domniemanymi siłami zewnętrznymi.

W biologii rozwojowej początku XX wieku pole morfogenetyczne to grupa komórek zdolnych do reagowania na dyskretne, zlokalizowane sygnały biochemiczne prowadzące do rozwoju określonych struktur morfologicznych lub narządów . Przestrzenne i czasowe _ zakresy pola embrionalnego są dynamiczne, a w obrębie pola znajduje się zbiór oddziałujących na siebie komórek, z których powstaje określony narząd. Jako grupa, komórki w danym polu morfogenetycznym są ograniczone: w ten sposób komórki w polu kończyny staną się tkanką kończyny, komórki w polu serca staną się tkanką serca. Jednak specyficzne programowanie komórkowe poszczególnych komórek w polu jest elastyczne: pojedyncza komórka w polu sercowym może zostać przekierowana za pośrednictwem sygnalizacji między komórkami w celu zastąpienia określonych uszkodzonych lub brakujących komórek. Wyobrażeniowe krążki w larwach owadów są przykładami pól morfogenetycznych.

Rozwój historyczny

Pojęcie pola morfogenetycznego, fundamentalne na początku XX wieku dla badań nad rozwojem embriologicznym, zostało po raz pierwszy wprowadzone w 1910 roku przez Alexandra G. Gurwitscha . Wsparcia eksperymentalnego dostarczyły Rossa Granville'a Harrisona polegające na przeszczepianiu fragmentów zarodka traszki w różne miejsca.

Harrison był w stanie zidentyfikować „pola” komórek wytwarzających narządy, takie jak kończyny, ogon i skrzela, i wykazać, że te pola mogą być fragmentowane lub dodać niezróżnicowane komórki, a nadal uzyskałaby całkowicie normalną ostateczną strukturę. Uznano zatem, że to „pole” komórek, a nie pojedyncze komórki, było wzorowane na późniejszym rozwoju poszczególnych narządów. Koncepcja pola została rozwinięta przez przyjaciela Harrisona, Hansa Spemanna , a następnie przez Paula Weissa i innych. Pojęcie było podobne do znaczenia terminu entelechia takich witalistów Hansa Adolfa Eduarda Driescha (1867–1941).

Jednak w latach trzydziestych XX wieku prace genetyków, zwłaszcza Thomasa Hunta Morgana , ujawniły znaczenie chromosomów i genów w kontrolowaniu rozwoju, a pojawienie się nowej syntezy w biologii ewolucyjnej zmniejszyło postrzegane znaczenie hipotezy polowej. Morgan był szczególnie ostrym krytykiem pól, ponieważ gen i pole były postrzegane jako rywale o uznanie za podstawową jednostkę ontogenezy . Wraz z odkryciem i mapowaniem głównych genów kontrolnych, takich jak homeoboksów , prymat genów wydawał się zapewniony. Ale pod koniec XX wieku koncepcja pola została „ponownie odkryta” jako użyteczna część biologii rozwojowej. Stwierdzono na przykład, że różne mutacje mogą powodować te same wady rozwojowe, co sugeruje, że mutacje wpływają na kompleks struktur jako jednostkę, jednostkę, która może odpowiadać dziedzinie embriologii z początku XX wieku.

Scott Gilbert zaproponował, że pole morfogenetyczne jest środkiem między genami a ewolucją. Oznacza to, że geny działają na pola, które następnie działają na rozwijający się organizm. Jessica Bolker opisała pola morfogenetyczne nie tylko jako początkowe struktury lub narządy, ale jako dynamiczne byty z własnymi zlokalizowanymi procesami rozwoju, które są kluczowe dla wyłaniającej się dziedziny ewolucyjnej biologii rozwoju ( „evo-devo”). W 2005 roku Sean B. Carroll a współpracownicy wspominają o polach morfogenetycznych jedynie jako o koncepcji zaproponowanej przez wczesnych embriologów w celu wyjaśnienia odkrycia, że zawiązek kończyny przedniej może zostać przeszczepiony i nadal daje początek kończynie przedniej; definiują „pole” po prostu jako „odrębny region” w zarodku.

Dalsza lektura

Davidson EH (1 lipca 1993). „Późniejsza embriogeneza: obwody regulacyjne w polach morfogenetycznych” . Rozwój . 118 (3): 665–90. PMID 7915668 .
Gilberta SF (2006). „Ponowne odkrycie” pól morfogenicznych. W: DevBio: towarzysz Biologii rozwojowej, wyd. 8 . Współpracownicy Sinauera. Zarchiwizowane od oryginału w dniu 09.06.2007 . Źródło 2007-07-20 .

Linki zewnętrzne

Zobacz model pola morfogenetycznego i symulację w: Lahoz-Beltra, R., Selem Mojica, N., Perales-Gravan, C., Navarro, J., Marijuan, PC, 2008. Towards a Morphogenetic Field Theory. [1]